期刊-2025-09

科创中国·成果

2025年09月23日

我国高空间分辨率降水估算研究获进展

近日,中国科学院成都山地灾害与环境研究所研究员赵伟团队联合中山大学科研团队,在提升卫星降水数据空间分辨率方面实现技术突破,为开展高精度水文模拟、极端气象事件预警和区域水资源精准管理提供了数据支持,展现出应用前景与推广价值。

研究提出基于高空间分辨率土壤水分的降水空间降尺度与多源数据融合模型(SMPD-MERG)相结合的混合降尺度框架,提升了卫星降水产品的精度与应用价值。这一方法融合GPM-IMERG卫星日降水产品、生成的ESA CCI 1km土壤水分数据、ERA5-Land再分析降水数据以及地面测站观测数据,利用土壤水分平衡方程将原始GPM降水数据空间分辨率提升至1km,并通过随机森林算法对多源数据进行集成,构建出高时空分辨率、精度优异的日尺度降水产品。相关研究成果发表在《IEEE地球科学与遥感学报》上。

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中科院研究揭示高镍锂电池热失控“真凶”

高镍层状材料具有高比容量、良好倍率性能和较低成本。然而,伴随能量密度提升而来的严重安全隐患特别是热失控风险,成为制约其大规模应用的瓶颈。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队通过表征设备及研究方法的创新,阐述了电池热失控过程中负极界面产气及气体串扰行为,揭示了负极产氢及其穿梭反应对电池放热反应的影响机制。该研究建立微观结构失效与宏观热失控行为的定量关联,为高镍电池安全设计指明了方向:对于超高镍体系,需重点阻断界面反应链,如强化界面包覆、开发耐氧化电解液;对于中低镍体系,应着力提升体相结构稳定性,如梯度掺杂、单晶化。这一发现有望推动新一代动力电池在能量密度与安全性双重指标上实现跃升。相关研究成果发表在《能源与环境科学》上。


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青岛科技大学突破柔性能源材料难题

随着可穿戴电子设备和软生物电子学的飞速发展,如何提供高效、灵活的能源解决方案已成为亟待解决的关键问题。传统热电器件多采用无机热电材料,其侧重于在刚性结构下的应用,缺乏弹性和形状适应性,在可穿戴设备应用上受限。

针对该问题,青岛科技大学高分子科学与工程学院教授刘凯开发出首个N型热电弹性体,即“热电橡胶”,这是一种兼具弹性、伸展性和热电转化能力的创新材料,为可穿戴设备能源采集技术开辟了新方向。通过精确选择弹性体和掺杂剂的组合,不仅能够改善材料的拉伸性,还能促进均匀分布的半导体聚合物纳米纤维的形成,从而提升材料的电导率并降低热导率,突破热电材料无法兼具高效能与弹性可调性的桎梏。相关研究成果发表在《自然》上。

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中国脑机接口研究获重大突破

在脑机接口与神经科学飞速发展的今天,柔性神经电极凭借优异的生物相容性与机械匹配性,被认为是实现长期稳定神经信号采集的理想选择。柔性探针可有效减少脑组织损伤、炎症反应并延长在体寿命。然而,在缺乏额外支撑的情况下植入难题成为制约柔性电极推广应用的瓶颈。

针对这一挑战,中国科学院心理研究所梁璟研究组与半导体研究所裴为华研究组合作,研发出刚柔可调的“神经触手”式神经探针。“神经触手”探针技术提出了微创植入解决方案,能够实现柔性神经电极的长期神经记录,为脑区和神经环路功能研究提供了新工具。同时,柔性电极的实用化应用迈出了关键一步,也为下一代微创神经接口技术提供了新的解决方案。相关研究成果发表在《先进科学》上。

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中外团队联合揭示壳斗目形态多样性演化

近日,中国科学院昆明植物研究所伊廷双团队与李德铢团队,联合美国密歇根大学StephenA.Smith团队,整合多种证据揭示了壳斗目性状多样化“早期爆发”的模式,发现性状演化常与基因复制相关,而物种多样化与性状多样化和基因组进化无直接相关性。相关研究成果发表在《植物学报(英文版)》上。

该研究利用壳斗目156个物种(新测序149个)的转录组数据和232个物种(包含52个灭绝物种)的性状数据,构建了一棵包含化石种的壳斗目植物系统发育树,进一步明确壳斗目系统发育框架,解析了桦木科、胡桃科、壳斗科内部此前存在争议的亲缘关系。研究发现,壳斗目起源于早白垩纪,干群年龄约1.085亿年,冠群年龄约1.05亿年;现存7个科的冠群分化均发生于白垩纪期间。研究显示,胡桃科共有一个全基因组加倍事件,以及12个壳斗目的基因加倍节点。桦木亚科、胡桃亚科的属间关系存在基因树冲突,壳斗科栎亚科系统发育中冲突显著。性状演化结果表明,早新生代时期壳斗目形态空间与现在相近,符合性状分化的“早期爆发”模式,且表型进化与基因复制事件相关,与基因冲突不相关。物种多样化与性状和基因组进化模式不相关,检测到的5个物种多样化速率变化显著节点与基因重复或性状创新无直接关联,表明植物多样性在地质时间尺度上演化的多维性。

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